阅读说明：本技术 半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱及其控制方法 (Semi-hidden crawler-type speed-adjustable automatic stair-climbing luggage case and control method thereof ) 是由 陈永当 宋辛辛 闫轩 戴雨志 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱及其控制方法,包括箱体与箱体连接的拉杆,所述的箱体包括主体和上盖两部分。箱体的下表面内置有可伸缩的半隐藏式履带,所述主体和履带之间通过内置在主体下表面的伸缩杆连接,所述主体底面安装有控制器、电机和电源,通过电机的正反转控制行李箱上下楼梯,调整行李箱上下楼梯的速度,本发明还公开了其控制方法,真正实现了行李箱省时省力高效上下楼梯。相对于市面常见的行李箱,不需要因为台阶的跨度不同而影响行李箱上下楼梯的效率,实现了自动控制,适用性广。(The invention discloses a semi-hidden crawler-type speed-adjustable automatic stair-climbing luggage case and a control method thereof. The telescopic semi-hidden type crawler belt is arranged in the lower surface of the trunk body, the main body and the crawler belt are connected through a telescopic rod arranged in the lower surface of the main body, the controller, the motor and the power supply are arranged on the bottom surface of the main body, the trunk is controlled to go up and down stairs through the forward and reverse rotation of the motor, and the speed of the trunk going up and down stairs is adjusted. Compared with common luggage cases in the market, the efficiency of going upstairs and downstairs of the luggage case is not influenced due to different spans of the steps, automatic control is achieved, and the applicability is wide.)

半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱及其控制方法

技术领域

本发明属于生活用品技术领域，涉及一种行李箱，具体涉及半隐藏履带式自动爬楼梯可调速行李箱及其控制方法。

背景技术

行李箱作为一种出门必备的放置行李物品的箱子，通常由拉杆、箱体、滚轮三部分组成。在出行的过程中难免会遇到台阶、楼梯等不方便行李箱行走的路段，通常人们都是依靠人身的力量将行李箱抬起跨过这些路段，因此存在由于力气不足造成重心不稳而摔倒、人容易疲劳、损坏行李箱等问题。目前市面上常见的可以爬楼梯的行李箱有三个环形设置的转动轮成滚轮的行李箱、可调节拉杆角度的履带式行李箱、智能电动行李箱等。虽然在一定程度上方便行李箱爬楼梯，但存在如下问题：1、三个环形滚轮联动性差，在楼梯上难以实现快速行走。2、履带式行李箱由于履带和行李箱平行在上楼梯过程中容易把行李箱下表面刮花，并且减震效果不好。3、使用过程中不能实现自动爬楼梯、造价太贵等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱，解决了现有技术中存在的行李箱爬楼装置中容易将行李箱表面刮花的问题。

本发明的目的还在于提供一种半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱的控制方法。

为达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱，包括拉杆，拉杆的一端设置有把手，把手部位设置有压力传感器，拉杆的另一端与行李箱箱体相连，行李箱箱体背面设置有可折叠半隐藏履带，可折叠半隐藏履带通过V带连接电机的自由端，电机的固定端安装在行李箱箱体底部上，所述行李箱箱体底部装有锂电池，锂电池连接有驱动单元和控制器，控制器连接有所述的压力传感器，所述的驱动单元连接有电机。

可折叠半隐藏履带包括履带总成和折叠装置。

履带总成包括履带支架，履带支架外部设置有呈环形的闭合履带，履带支架靠近底部的一端设置有连接片用于与所述行李箱箱体连接。

履带支架和履带均对称设置有两个。

折叠装置包括分别设置在两个履带支架上左支撑板和右支撑板，左支撑板和右支撑板之间固接有横杆，横杆与两个所述的履带支架垂直设置，横杆上固接有伸缩杆的一端，伸缩杆的另一端连接至所述的行李箱箱体。

左支撑板和右支撑板的外侧均固定有滑块，履带固定架上设置有与滑块相配合的滑槽，滑槽里面设置有卡槽。

行李箱箱体上设置有显示屏，显示屏连接有控制器和锂电池。

行李箱箱体底部安装有四个万向轮，

驱动单元采用两相步进电机驱动器，锂电池采用60V锂电池，控制器采STM32F042F4P6内嵌式控制器。

压力传感器包括压力传感器a和压力传感器b，压力传感器a和压力传感器b分别设置在把手的两端。

本发明的另一种技术方案为，半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱的控制方法，基于半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱实施，具体步骤为：

步骤1：压力传感器a(201)和压力传感器b(202)将初次使用时产生的压力传送给控制器(5)；

步骤2：控制器(5)计算两个传感器的初始压力差ΔF₁，并记录；

步骤3：将压力传感器a(201)和压力传感器b(202)的实时压力差ΔF₂与初始压力差ΔF₁进行比较；

步骤4：如果两者的差值ε₁在5～20N之间，则行李箱保持匀速行驶即电机输出不变；

步骤5：如果ε₁不在5～20N之间，将传感器a(201)接受到的压力值F₁和系统定值ε₂进行比较，然后用F₂-ΔF₁和ε₂进行比较，ε₂取值为8N～10N，如果两者均在8N～10N，则行李箱保持匀速行驶即电机输出不变；

步骤6：若比较结果为数值超出设定范围ε₂，则增加电机的输出功率，使行李箱加速；

步骤7：若比较结果为数值小于设定范围ε₂，则减小电机的输出功率，使行李箱减速。

步骤8：控制器将指令发送给驱动单元，驱动单元控制电机，从而完成对行李箱行进速度的实时控制。

本发明提供了半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱，有益效果如下：

1、所述行李箱两个对称的履带通过连杆固定在行李箱底部，所述履带通过折叠杆，支撑架，箱体之间构成一个四杆机构。当需要折叠时手推动连杆，折叠杆在滑块的作用下向前滑动，进而实现折叠连杆，支撑杆，折叠杆和履带相对于箱体的折叠合起，大大节约了空间，降低了履带收起的难度，方便携带和运输；

2、当使用时拉动连杆，根据不同的人身高和楼梯的角度实现折叠杆锁紧在履带的特定卡槽中，进而实现履带的展开使用。在使用过程中履带与箱体呈现一定角度，防止行李箱在上楼过程中下表面的刮蹭；电子显示屏可以实时显示电池电量和行李箱速度，便于人们实时调节上下楼梯速度。省时省力，方便使用，节约空间。

附图说明

图1为本发明半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱立体结构示意图；

图2为本发明半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱履带连接示意图；

图3为本发明半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱箱体底部控制器，电机，电源安装示意图；

图4为本发明半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱压力传感器的细节放大图；

图5为本发明半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱半隐藏结构示意图；

图6为本发明半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱控制方法的流程图。

图中：1.拉杆，2.压力传感器，3.行李箱箱体，4.显示屏，5.控制器，6.V带，7.驱动单元，8.锂电池，9.万向轮，10.连接轴，11.履带总成，12.折叠装置；

1101.履带支架，1102.履带，1103.连接片，1104.伸缩杆，1201. 横杆，1202.左支撑板，1203.右支撑板，1204.伸缩杆，1205.滑槽，1206. 卡槽，1207.固定滑块，201.压力传感器a；202.压力传感器b。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱进行详细的说明。

半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱，如图1所示，包括拉杆 1，拉杆1的一端设置有把手，把手部位设置有压力传感器2，具体如图2所示，拉杆1的另一端与行李箱箱体3相连，行李箱箱体3背面设置有可折叠半隐藏履带，可折叠半隐藏履带通过V带连接电机的自由端，电机的固定端安装在行李箱箱体底部3上，所述行李箱箱体 3底部装有锂电池8，锂电池8连接有驱动单元7和控制器5，控制器5连接有所述的压力传感器2，所述的驱动单元7连接有电机。

可折叠半隐藏履带包括履带总成11和折叠装置12。

履带总成11包括履带支架1101，履带支架1101外部设置有呈环形的闭合履带1102，履带支架1101靠近底部的一端设置有连接片 1103用于与所述行李箱箱体连接。

履带支架1101和履带1102均对称设置有两个。

折叠装置12包括分别设置在两个履带支架1101上左支撑板1202 和右支撑板1203，左支撑板1202和右支撑板1203之间固接有横杆 1201，横杆1201与两个所述的履带支架1101垂直设置，横杆1201 上固接有伸缩杆1204的一端，伸缩杆1204的另一端连接至所述的行李箱箱体3。

左支撑板1202和右支撑板1203的外侧均固定有滑块1207，履带固定架1101上设置有与滑块1207相配合的滑槽1205，滑槽1205 里面设置有卡槽1206。

行李箱箱体3上设置有显示屏4，显示屏4连接有控制器5和锂电池8。

行李箱箱体3底部安装有四个万向轮，

驱动单元7采用两相步进电机驱动器，锂电池8采用60V锂电池，控制器5采STM32F042F4P6内嵌式控制器。

压力传感器2包括压力传感器a201和压力传感器b202，压力传感器a201和压力传感器b202分别设置在把手的两端。

半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱的控制方法，基于半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱实施，具体步骤为：

步骤1：压力传感器a201和压力传感器b202将初次使用时产生的压力传送给控制器5；

步骤2：控制器5计算两个传感器的初始压力差ΔF₁，并记录；

步骤3：将压力传感器a201和压力传感器b202的实时压力差ΔF₂与初始压力差ΔF₁进行比较；

步骤4：如果两者的差值ε₁在5～20N之间，则行李箱保持匀速行驶即电机输出不变；

步骤5：如果ε₁不在5～20N之间，将传感器a201接受到的压力值F₁和系统定值ε₂进行比较，然后用F₂-ΔF₁和ε₂进行比较，ε₂取值为 8N～10N，如果两者均在8N～10N，则行李箱保持匀速行驶即电机输出不变；

步骤6：若比较结果为数值超出设定范围ε₂，则增加电机的输出功率，使行李箱加速；

步骤7：若比较结果为数值小于设定范围ε₂，则减小电机的输出功率，使行李箱减速。

步骤8：控制器5将指令发送给驱动单元，驱动单元7控制电机，从而完成对行李箱行进速度的实时控制。

参考图1所示，本发明实施例提供的半隐藏履带式可调速爬楼梯行李箱包括拉杆1、隐藏在拉杆1内的压力传感器2、行李箱本体3、安装在行李箱本体顶面的显示屏4、箱体底面的控制器5、连接驱动单元和履带连接轴之间的V带6、驱动单元7、锂电池8、万向轮9、履带和驱动单元之间的连接轴10、履带总成11、折叠装置12。

参考图2所示，本发明例的半隐藏履带式爬楼梯行李箱，其爬楼履带总成11包括履带支架1101、安装在履带支架1101上的履带1102 和与履带支架1101焊接的连接片1103，用于驱动履带1102转动的电机7和履带之间通过V带连接，用于为电机7供应电能的锂电池8固定在箱体底部。具体的安装位置如图3所示。

参考图2所示，折叠装置12包括横杆1201、左支撑板1202、右支撑板1203、伸缩杆1204，左支撑板1202和右支撑板1203的外侧均固定有滑块1207，履带固定架1101上设置有与滑块1207相配合的滑槽1205，滑槽1205里面设置有卡槽1206，卡槽1206用于固定滑块1207。伸缩杆1204与箱体之间连杆12041转动连接。

参考图4所示，压力传感器2包括压力传感器201和压力传感器 202。

参考图1所示，箱体上表面安装有显示屏，在显示屏上可以点击正转按钮、反转按钮、调速按钮和切换模式按钮。其中，正转按钮用于控制电机正转实现本发明实施例的半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱在楼梯上爬升，反转按钮用于控制电机反转实现本发明实施例半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱下楼梯，停止按钮用于控制爬楼履带总成11体之转动，切换模式按钮用于切换手动调速和自动调速模式。

参考图4所示，伸缩杆1内安装有压力传感器驱动电路上的CPU 会实时计算压力的大小，行李箱拉杆上安装有两个传感器，分别为传感器201，和传感器202。由于不同的人拉行李箱的习惯不同，所以产生传感器201和传感器202所接收的压力大小不一致。在行李箱上楼或者下楼的过程中，随着压力的变化，履带电动机会产生加速运动、减速运动或保持匀速运动。由于不同人拉行李箱的习惯不同，传感器 201和传感器202接收到的力大小不同，所以需要首先记录由于不同人习惯产生的压力差ΔF₁。所述压力差是两个传感器接收到的力作差得到。在上下楼梯过程中，行李箱可能存在转向情况，将传感器201 和传感器202所接收力的差值ΔF₂分别与初始的压力差ΔF₁进行比较，如果这两个值的大小在一个范围ε₁(5～20N)，认定这个传感器接收的压力值的变化是由于上下楼梯过程中转换行走方向产生的，行李箱保持匀速行驶即电机输出不变；如果不在这个范围内ε₁(5～20N)，接下来分别将传感器201所接收力F₁与系统设定值ε₂(8N～10N)进行比较、传感器202接收力数值F₂去掉由于人习惯的压力差后再与系统设定值ε₂(8N～10N)进行比较。若比较后，两传感器接收力数值均在设定范围内ε₂(8N～10N)，则行李箱运行状态基本保持不变，电机保持当前输出；若比较结果为数值超出设定范围ε₂(8N～10N)，说明行李箱使用者加大拉行李箱的力，则需适当加快行李箱速度，电机增加输出功率；反之，比较数值小于设定范围ε₂(8N～10N)，需要行李箱适当减速，电机减小输出功率，具体的传感器内置算法流程图如图6所示。

所述力F₁为传感器201接收到的力，所述力F₂为传感器202接收到的力。

参考图1和图5所示，是本发明实施例的半隐藏履带式可调速自动爬楼梯行李箱展开和收缩的两种状态，在爬行楼梯时可以将其展开成图1状态，大大降低了行李箱爬楼梯的难度，在不用的时候将其收缩成如图5所示的状态，降低了履带折叠占用空间的大小方便携带和运输。行李箱整个上下楼梯过程采用电控的方式，压力传感器通过感应手拉行李箱力的大小，调整电机转动的大小和方向，真正实现了行李箱爬楼梯省时省力高效。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。对于本领域的其他技术人员来说，再不脱离本发明构想的前提下，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。